城市轨道交通车辆电气系统接地分析

齐昊

摘要：近年来，随着城市轨道交通的普及，不同城市的轨道交通车辆电气系统的种类也各不相同，系统所具有的特性也各种各样。所以，为了保证乘客以及通行车辆的安全，要采用科学合理的接地措施采确保电气系统的安全运行。文章从城轨车辆电气系统的构造出发，主要针对城轨车辆电气系统的各类接地措 施的方式和功能进行说明 。

关键词：城市轨道交通、车辆电气、接地系统

一.城市轨道交通车辆的电气系统主要构成

1.城市轨道交通车辆牵引与制动控制系统

牵引与制动控制系统是城市轨道交通车辆中必不可少的组成部分，牵引与制动控制系统技术也是城市轨道交通车辆控制技术核心之一，该复合制动控制系统主要包括摩擦制动、 空气制动、电制动以及制动指令系统。要知道，轨道车辆的牵引制动能力强弱会直接影响到轨道车辆的运行安全及运输能力。因为城市轨道交通车辆两个站点间距短及停车频繁等特性，为缩短轨道车辆行驶时间来增强运输性能，所以轨道车辆必须可以拥有较高的制动减速度。 而城市轨道交通车辆最常采用减速度控制技术，制动指令需要通过电气系统才能完成，也就是说制动系统必须按照电气系统减速度的指令要求来施加制动力。司乘人员在站台两侧固定区域上下车，因此要求轨道车辆的停站方位必须准确，为了达到这一目的，ATO系统或者司机会按照停车距离长短来给定车辆电气系统减速度指令，这就要求軌道车辆在制动过程中一定能够根据减速度命令来快速产生相应程度的制动力。

2.城市轨道交通车辆辅助供电系统

城市轨道交通车辆的辅助供电系统主要负责除了 牵引系统主电路之外其余装置的供电工作， 照明的电源、牵引、制动控制装置的控制电源、空调通风装置电源、通信信号装置电源等等都要通过辅助供电系统来工作。轨道车辆的辅助供电系统主要由直流供电系统和三相交流供电系统构成。其中的直流供电系统组成部分为由充电机、整流装置、蓄电池以及直流用电设备，通过充电机和蓄电池来提供电; 而三相交流供电系统的主要组成部分为电热器、 协助变流器以及三相辅助设备电机等种种交流负载设备，该系统由辅助变流器提供电。

由此可知， 对于轨道车辆的正常运行情况， 辅助供电系统本身的安全能力和可靠程度便格外的重要。因此这就需要在轨道车辆设计时期，对辅助供电系统的组成以及功能性要求种种进行详细的调查与分析， 最终要选择出合适的设备、 以及相应的参数来构建安全能力和可靠程度最佳的辅助供电系统，以此来满足轨道车辆运行需求。要想辅助供电装置的低损耗、高效率的特性发挥出来，就需要实现供电装置的高频化。供电装置的高频化还可以实现节能环保，减小所占空间以及减轻重量。因为供电装置高频化不仅仅可以降低了变换器的体积，增大性价比，还可以将瞬时响应速度提到极致，这样可以抑制辅助供电装置产生的噪音，因此研究开发出更加高频化的辅助供电装置并投入生产应用也已成为新型技术发展趋势。

3.城市轨道交通车辆的车门控制系统

城市轨道交通车辆的车门控制系统的主要功能是控制城市轨道交通车辆的车门的开关动作。构成控制系统的主要模块为控制电路、控制开关以及执行的构件。要实现城市轨道交通车辆车门的顺利开关，要充分了解车门的机械构造，了解熟悉车门控制系统的 中央以及子系统等一系列系统控制部分的构造及原理，保证车辆的线路运行情况良好，确保控制 数据 能够 良好地进行传递共享，保证数据能够有效传达到子系统的控制板块，从而对板块进行操控，准确实现城市轨道交通车辆的车门的开关动作。

二.城市轨道交通车辆电气系统的接地措施探讨

城市轨道交通车辆是现代化的交通设备，为出行提供了便捷，但也有一定的危险因素。城市轨道交通车辆电气系统的接地措施种类主要分为三种，分别为工作接地、屏蔽接地方法和安全接地。

1.工作接地

工作接地又可以分为两种：低压和高压。高压回流的工作接地采用引导接触网中的电流并人城市轨道交通车辆轨道的方式，继而通过相 关系统的综合分析处理后，再将电流回流到变电站，保证城市轨道交通车辆一直处于稳定的电气回路中。需要注意，相关工作人员在对高压回流工作进行工作设计的过程中，在接地时要保证接触网输出的所有电流都能全部并人到电源，这样才能确保城市轨道交通车辆在行驶过程中不会造成城市轨道交通车辆的电气系统损坏，避免出现有关人员发生触电的意外。低压的工作接地方式是为了让整个电气系统的电路中低压的电路能够提供准确的点位，也是整个电路中杂散信号电流进行回流的途径通道。

2.屏蔽接地

城市轨道交通车辆的屏蔽接地有电场屏蔽与趋肤效应两种。趋肤效应就是交变电流流经导体时， 相互的感应作用使导体表面通过的电流不均匀，导体表面靠近电流处电流密度较高， 在车辆快速运行中趋肤效应越明显，容易产生危险。所以设计人员选取了表面积较大的编织接地线，让轨道交通车辆正常、安全地运行。如当下使用的接地线双重屏蔽电缆，信号回流线是内层屏蔽，地环路产生的电磁干扰会经过外层的屏蔽，信号电流会经过两根导线表层。而屏蔽层中的干扰在互感感应下流向导线表面，信号回路中干扰会相互消除，实现了屏蔽接地的目的。双重屏蔽电缆成本较低，使用简单方便，因此得到广泛应用。

3.安全接地

城市轨道交通车辆的出现，大大减少了城市交通堵塞的现象，分散了城市交通压力，为整个城市的交通系统带来了巨大优势和 积极作用，更为人们的 出行带来了便利。但是，如果城市轨道交通车辆电气设备接地没有完善，就会对人们的生命财产安全造成影响和威胁，这也是城市轨道交通车辆最容易出现威胁和安全隐患的一种情况。所以，安全接地的主要目的就是保证城市轨道交通车辆的正常行驶和城市轨道交通车辆设备的可靠有效。对人们生命财产安全威胁最大的，通常是发生在检修人员接触到城市轨道交通车辆电气系统相关构件时出现的触电状况。人们对于车辆设备的安全防护主要体现在防雷接地方面，如果有关工作人员没有对设备做好防雷接地措施，一旦城市轨道交通车辆遇到雷雨雷暴等恶劣天气状况时，城市轨道交通车辆就易受到雷电的威胁和雨水的侵蚀，影响城市轨道交通车辆的正常行驶。严重时，甚至会造成车辆损毁、威胁人员的生命安全及带来财产损失。

结语：

综上所述，城市轨道交通的建设从规划一直到运营，过程需要建筑制造以及管理等多方面多个领域技术。随着电力方向以及控制技术的不断发展，我国迫切需要研发出“高效、环保、节能”的城市轨道交通技术并且生产投入使用。这其中作为城市轨道交通车辆技术水平的标志―轨道车辆电气系统急需采用更加智能以及高效的技术，来满足我国城市轨道交通的迫切需要，其市场前景及其广阔。

参考文献

[1]赵锡林 城市轨道交通车辆电气系统接地探讨[J] 城市建设理论研究（电子版） 2016 （32）：15-16

[2]唐政 城市轨道交通车辆电气系统接地探讨[J] 城市建筑2016（12）：390

[3]李东林 城市轨道交通车辆电气牵引系统自主研发与应用[J] 机车电传动2012（1）